1. Qatılaşdırıcının tərifi və funksiyası
Su əsaslı boyaların özlülüyünü əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilən əlavələrə qatılaşdırıcılar deyilir.
Qalınlaşdırıcılar örtüklərin istehsalında, saxlanmasında və tikintisində mühüm rol oynayır.
Qatılaşdırıcının əsas funksiyası müxtəlif istifadə mərhələlərinin tələblərinə cavab vermək üçün örtüyün özlülüyünü artırmaqdır. Lakin, örtüyün müxtəlif mərhələlərdə tələb etdiyi özlülük fərqlidir. Məsələn:
Saxlama prosesi zamanı piqmentin çökməsinin qarşısını almaq üçün yüksək özlülüyə malik olmaq arzuolunandır;
Tikinti prosesi zamanı, boyanın həddindən artıq boya ləkəsi olmadan yaxşı fırçalanma qabiliyyətinə malik olmasını təmin etmək üçün orta dərəcədə özlülüyə malik olmaq arzuolunandır;
Tikintidən sonra, çökmənin qarşısını almaq üçün qısa bir gecikmədən (səviyyələndirmə prosesi) sonra özlülüyün tez bir zamanda yüksək özlülüyə qayıdacağına ümid edilir.
Suda həll olan örtüklərin axıcılığı qeyri-Nyutondur.
Boyanın özlülüyü kəsmə qüvvəsinin artması ilə azaldıqda, ona psevdoplastik maye deyilir və boyanın əksər hissəsi psevdoplastik mayedir.
Psevdoplastik mayenin axın davranışı onun tarixi ilə əlaqəli olduqda, yəni zamandan asılı olduqda, ona tiksotropik maye deyilir.
Örtüklər istehsal edərkən, biz tez-tez şüurlu şəkildə örtükləri tiksotrop hala gətirməyə çalışırıq, məsələn, qatqılar əlavə edirik.
Örtüyün tiksotropiyası uyğun olduqda, örtüyün müxtəlif mərhələlərinin ziddiyyətlərini həll edə və saxlama, tikinti düzəldilməsi və qurutma mərhələlərində örtüyün müxtəlif özlülüyünün texniki ehtiyaclarını ödəyə bilər.
Bəzi qatılaşdırıcılar boyaya yüksək tiksotropiya verə bilər ki, bu da sakit vəziyyətdə və ya aşağı kəsmə sürətində (məsələn, saxlama və ya daşınma) daha yüksək özlülüyə malik olsun və bununla da boyadakı piqmentin çökməsinin qarşısını alsın. Yüksək kəsmə sürətində (məsələn, örtük prosesi zamanı) isə aşağı özlülüyə malikdir ki, örtük kifayət qədər axıcılıq və hamarlıq əldə etsin.
Tiksotropiya tiksotrop indeks TI ilə təmsil olunur və Brukfild viskometri ilə ölçülür.
TI=özlülük (6 dövr/dəq-də ölçülmüş)/özlülük (60 dövr/dəq-də ölçülmüş)
2. Qatılaşdırıcıların növləri və onların örtük xüsusiyyətlərinə təsiri
(1) Növləri Kimyəvi tərkib baxımından qatılaşdırıcılar iki kateqoriyaya bölünür: üzvi və qeyri-üzvi.
Qeyri-üzvi növlərə bentonit, attapulgit, alüminium maqnezium silikat, litium maqnezium silikat və s., metil sellüloza, hidroksietil sellüloza, poliakrilat, polimetakrilat, akril turşusu və ya metil, akril homopolimeri və ya kopolimer və poliuretan və s. kimi üzvi növlərə daxildir.
Örtüklərin reoloji xüsusiyyətlərinə təsiri baxımından qatılaşdırıcılar tiksotrop qatılaşdırıcılara və assosiativ qatılaşdırıcılara bölünür. Performans tələblərinə görə qatılaşdırıcının miqdarı az olmalıdır və qatılaşma effekti yaxşıdır; fermentlər tərəfindən aşındırılması asan deyil; sistemin temperaturu və ya pH dəyəri dəyişdikdə, örtüyün özlülüyü əhəmiyyətli dərəcədə azalmayacaq və piqment və doldurucu flokulyasiya olunmayacaq. ; Yaxşı saxlama sabitliyi; yaxşı su saxlama, aşkar köpüklənmə fenomeni və örtük təbəqəsinin performansına mənfi təsir göstərmir.
①Sellüloz qatılaşdırıcısı
Örtüklərdə istifadə olunan sellüloza qatılaşdırıcıları əsasən metilsellüloza, hidroksietilsellüloza və hidroksipropilmetilsellülozadır və son ikisi daha çox istifadə olunur.
Hidroksietil sellüloza təbii sellülozanın qlükoza vahidlərindəki hidroksil qruplarının hidroksietil qrupları ilə əvəz edilməsi ilə əldə edilən bir məhsuldur. Məhsulların spesifikasiyaları və modelləri əsasən əvəzetmə dərəcəsinə və özlülüyə görə fərqləndirilir.
Hidroksietil sellüloza növləri də normal həllolma növü, sürətli dispersiya növü və bioloji stabillik növünə bölünür. İstifadə üsuluna gəldikdə, hidroksietil sellüloza örtük istehsal prosesinin müxtəlif mərhələlərində əlavə edilə bilər. Sürətli dispersiya növü birbaşa quru toz şəklində əlavə edilə bilər. Lakin, əlavə etməzdən əvvəl sistemin pH dəyəri 7-dən az olmalıdır, əsasən hidroksietil sellüloza aşağı pH dəyərində yavaş-yavaş həll olur və suyun hissəciklərin içinə nüfuz etməsi üçün kifayət qədər vaxt olur və sonra pH dəyəri artırılaraq tez həll olur. Müvafiq addımlar müəyyən bir konsentrasiyalı yapışqan məhlulu hazırlamaq və örtük sisteminə əlavə etmək üçün də istifadə edilə bilər.
Hidroksipropil metilsellülozatəbii sellülozanın qlükoza vahidindəki hidroksil qrupunu metoksi qrupu ilə əvəz etməklə, digər hissəsi isə hidroksipropil qrupu ilə əvəz etməklə əldə edilən bir məhsuldur. Onun qatılaşdırma təsiri əsasən hidroksietil sellüloza ilə eynidir. Və fermentativ parçalanmaya davamlıdır, lakin suda həll olma qabiliyyəti hidroksietil sellüloza qədər yaxşı deyil və qızdırıldıqda jelləşmə kimi mənfi cəhətlərə malikdir. Səthlə işlənmiş hidroksipropil metilsellüloza üçün istifadə edildikdə birbaşa suya əlavə edilə bilər. Qarışdırıb dağıtdıqdan sonra pH dəyərini 8-9-a tənzimləmək üçün ammonyak suyu kimi qələvi maddələr əlavə edin və tamamilə həll olana qədər qarışdırın. Səthlə işlənməmiş hidroksipropil metilsellüloza üçün istifadə etməzdən əvvəl 85°C-dən yuxarı isti su ilə isladılaraq şişirdilə bilər və sonra otaq temperaturuna qədər soyudulur, sonra tamamilə həll olmaq üçün soyuq su və ya buzlu su ilə qarışdırıla bilər.
②Qeyri-üzvi qatılaşdırıcı
Bu cür qatılaşdırıcı əsasən bentonit, maqnezium alüminium silikat gil və s. kimi bəzi aktivləşdirilmiş gil məhsullarıdır. Qalınlaşdırma təsirinə əlavə olaraq, yaxşı asma təsirinə də malik olması, batmanın qarşısını ala bilməsi və örtüyün suya davamlılığına təsir etməməsi ilə xarakterizə olunur. Örtük qurudulduqdan və bir təbəqə halına gətirildikdən sonra örtük təbəqəsində doldurucu rolunu oynayır və s. Mənfi amil örtüyün düzəldilməsinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərməsidir.
③ Sintetik polimer qatılaşdırıcı
Sintetik polimer qatılaşdırıcıları əsasən akril və poliuretanda (assosiativ qatılaşdırıcılar) istifadə olunur. Akril qatılaşdırıcılar əsasən karboksil qrupları olan akril polimerlərdir. pH dəyəri 8-10 olan suda karboksil qrupu dissosiasiya olunur və şişir; pH dəyəri 10-dan çox olduqda, suda həll olur və qatılaşma təsirini itirir, buna görə də qatılaşma təsiri pH dəyərinə çox həssasdır.
Akrilat qatılaşdırıcısının qatılaşma mexanizmi ondan ibarətdir ki, onun hissəcikləri boyadakı lateks hissəciklərinin səthində adsorbsiya oluna və qələvi şişdikdən sonra örtük təbəqəsi əmələ gətirə bilər ki, bu da lateks hissəciklərinin həcmini artırır, hissəciklərin Braun hərəkətinə mane olur və boya sisteminin özlülüyünü artırır. ; İkincisi, qatılaşdırıcının şişməsi su fazasının özlülüyünü artırır.
(2) Qatılaşdırıcının örtük xüsusiyyətlərinə təsiri
Qalınlaşdırıcı növünün örtüyün reoloji xüsusiyyətlərinə təsiri aşağıdakı kimidir:
Qatılaşdırıcının miqdarı artdıqda, boyanın statik özlülüyü əhəmiyyətli dərəcədə artır və xarici kəsici qüvvəyə məruz qaldıqda özlülük dəyişikliyi meyli əsasən sabit olur.
Qatılaşdırıcının təsiri ilə, kəsmə qüvvəsinə məruz qaldıqda boyanın özlülüyü sürətlə azalır və psevdoplastiklik göstərir.
Hidrofob olaraq modifikasiya olunmuş sellüloza qatılaşdırıcısından (məsələn, EBS451FQ) yüksək kəsmə sürətində istifadə edildikdə, miqdar böyük olduqda da özlülük yenə də yüksək olur.
Assosiativ poliuretan qatılaşdırıcılarından (məsələn, WT105A) yüksək kəsmə sürətlərində istifadə edildikdə, miqdar böyük olduqda da özlülük hələ də yüksək olur.
Akril qatılaşdırıcılardan (məsələn, ASE60) istifadə edildikdə, miqdar böyük olduqda statik özlülük sürətlə artsa da, daha yüksək kəsmə sürətində özlülük sürətlə azalır.
3. Assosiativ qatılaşdırıcı
(1) qatılaşma mexanizmi
Sellüloza efiri və qələvi ilə şişən akril qatılaşdırıcılar yalnız su fazasını qatılaşdıra bilər, lakin su əsaslı boyanın digər komponentlərinə qatılaşdırıcı təsir göstərmir, həmçinin boyadakı piqmentlərlə emulsiyanın hissəcikləri arasında əhəmiyyətli qarşılıqlı təsirə səbəb ola bilməz, buna görə də boyanın reologiyası tənzimlənə bilməz.
Assosiativ qatılaşdırıcılar hidratasiya yolu ilə qatılaşmaqla yanaşı, öz aralarında, dağılmış hissəciklərlə və sistemdəki digər komponentlərlə əlaqələr vasitəsilə də qatılaşmaları ilə xarakterizə olunurlar. Bu əlaqə yüksək kəsmə sürətində ayrılır və aşağı kəsmə sürətində yenidən birləşir və bu da örtüyün reologiyasının tənzimlənməsinə imkan verir.
Assosiativ qatılaşdırıcının qatılaşma mexanizmi onun molekulunun xətti hidrofilik zəncir, hər iki ucunda lipofilik qrupları olan polimer birləşmə olmasıdır, yəni strukturunda hidrofilik və hidrofob qruplar var, buna görə də səthi aktiv maddə molekullarının xüsusiyyətlərinə malikdir. Bu cür qatılaşdırıcı molekullar yalnız su fazasını qatılaşdırmaq üçün nəmləndirə və şişə bilməz, həm də sulu məhlulunun konsentrasiyası müəyyən bir dəyərdən artıq olduqda misel əmələ gətirə bilər. Misellər emulsiyanın polimer hissəcikləri və dispersantı adsorbsiya edən piqment hissəcikləri ilə birləşərək üçölçülü şəbəkə quruluşu yarada bilər və sistemin özlülüyünü artırmaq üçün bir-biri ilə əlaqəli və dolaşıqdır.
Daha vacib olan odur ki, bu birləşmələr dinamik tarazlıq vəziyyətindədir və bu əlaqəli misellər xarici qüvvələrə məruz qaldıqda mövqelərini tənzimləyə bilirlər ki, örtük düzəldici xüsusiyyətlərə malik olsun. Bundan əlavə, molekulda bir neçə misel olduğundan, bu struktur su molekullarının miqrasiya meylini azaldır və beləliklə, sulu fazanın özlülüyünü artırır.
(2) Örtüklərdəki rol
Assosiativ qatılaşdırıcıların əksəriyyəti poliuretanlardır və onların nisbi molekulyar çəkiləri 103-104 böyüklük sırası arasındadır ki, bu da nisbi molekulyar çəkisi 105-106 arasında olan adi poliakril turşusu və sellüloza qatılaşdırıcılarından iki böyüklük sırası aşağıdır. Aşağı molekulyar çəkiyə görə, hidratasiyadan sonra effektiv həcm artımı daha azdır, buna görə də onun özlülük əyrisi assosiativ olmayan qatılaşdırıcılara nisbətən daha düzdür.
Assosiativ qatılaşdırıcının aşağı molekulyar çəkisi səbəbindən onun su fazasında molekullararası dolaşıqlığı məhduddur, buna görə də su fazasına qatılaşma təsiri əhəmiyyətli deyil. Aşağı kəsmə sürəti diapazonunda molekullar arasında assosiasiya çevrilməsi molekullar arasında assosiasiya dağılmasından daha çoxdur, bütün sistem özünəməxsus asma və dispersiya vəziyyətini saxlayır və özlülük dispersiya mühitinin (suyun) özlülüyünə yaxındır. Buna görə də, assosiativ qatılaşdırıcı su əsaslı boya sisteminin aşağı kəsmə sürəti bölgəsində olduqda daha aşağı görünən özlülük nümayiş etdirməsinə səbəb olur.
Assosiativ qatılaşdırıcılar, dağılmış fazadakı hissəciklər arasındakı əlaqəyə görə molekullar arasındakı potensial enerjini artırır. Bu şəkildə, yüksək kəsmə sürətlərində molekullar arasındakı əlaqəni pozmaq üçün daha çox enerji tələb olunur və eyni kəsmə gərginliyinə nail olmaq üçün tələb olunan kəsmə qüvvəsi də daha böyükdür, beləliklə sistem yüksək kəsmə sürətlərində daha yüksək kəsmə sürəti nümayiş etdirir. Görünən özlülük. Daha yüksək yüksək kəsmə özlülüyü və aşağı aşağı kəsmə özlülüyü boyanın reoloji xüsusiyyətlərində ümumi qatılaşdırıcıların olmamasını kompensasiya edə bilər, yəni iki qatılaşdırıcı lateks boyanın axıcılığını tənzimləmək üçün birlikdə istifadə edilə bilər. Qalın təbəqəyə və örtük təbəqəsi axınına örtükün hərtərəfli tələblərinə cavab vermək üçün dəyişkən performans.
Yazı vaxtı: 28 aprel 2024